|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
||||
|
|
|
Lerneinheit 3: Umsetzung von Gen- in Proteinsequenzen
|
|
|
|
|
|
In dieser Lerneinheit werden sie mit Hilfe der Datenbank des Institute of Genome Research (TIGR) und der darin enthaltenen Sequenz des Genoms von Mycoplasma genitalium den Zusammenhang zwischen DNA-Sequenzen und den von ihnen codierten Proteinen genauer kennenlernen. Zuvor sollten sie die Lerneinheiten 1 und (insbesondere) 2 durchgearbeitet haben. |
|
|
|
|
|
Vorbereitung: Drucken Sie sich das Arbeitsblatt der Lerneinheit 3 aus. Schreiben Sie in das gedruckte Exemplar die Antworten auf die Fragen, auf die sie beim Durchlesen der Lerneinheit stoßen. Sie werden auch eine gewisse Zeit brauchen, um sich mit verschiedenen Teilen der TIGR-Datenbank vertraut zu machen, sie zu erkunden und Daten zu sammeln. |
|
|
|
|
|
Grundlagen Die meisten Gene enthalten den Code zur Herstellung von Proteinen. So besagt beispielsweise die folgende Sequenz 5'-GGGGTCTTTGTGCTAGGGTTCTTGGGT-3' ......... wie das Virus HIV mit der Synthese seines Hüllproteins beginnen soll. Mit diesem Protein heftet es sich an die weißen Blutzellen und richtet das Immunsystem zugrunde; dagegen teilt die Sequenz 5'-ATGGTGCACCTGACTCCTGAGGAGAA-3' ......... einer roten Blutzellen des Menschen mit, wie sie das Hämoglobin herstellen soll, die Substanz, die den Sauerstoff in unsere Gewebe transportiert. Für das ungeübte Auge sind beide Sequenzen sinnloses Kauderwelsch. In einer Zelle jedoch, die solche Gene in Proteine umsetzt, bestehen zwischen ihnen gewaltige Unterschiede. Beim Aufbau eines Proteins müssen die Aminosäuren in einer genau festgelegten Reihenfolge zusammengesetzt werden; dieser Vorgang ist in der Abbildung schematisch dargestellt. (In den Zellen kommen 20 verschiedene Aminosäuren vor; aus Gründen der Übersichtlichkeit sind hier nur vier davon gezeigt.)
In der Fachsprache sollte man nicht von Proteinen, sondern von Peptiden sprechen; ein Peptid ist eine vollständige Kette aus gekoppelten Aminosäuren, ein Protein dagegen kann auch eine kompliziertere Anordnung aus mehreren Peptiden sein (das gilt zum Beispiel für das Hämoglobin, dass aus vier getrennten Peptiden besteht). Ein Peptid wird stets sehr präzise zusammengesetzt. Jede Aminosäureposition (in der Abbildung als aa1, aa2 usw. gekennzeichnet) wird von einem zugehörigen Codon in der DNA festgelegt. Die Regeln, nach denen eine DNA-Sequenz in eine Proteinsequenz umgesetzt wird, nennt man genetischen Code; man kann ihn in einer Tabelle darstellen, die zu jedem dreibuchstabigen Codon die zugehörige Aminosäure aufführt (die oft ebenfalls mit drei Buchstaben abgekürzt wird: phe, leu, ser usw.). Die hier verwendete Tabelle des genetischen Codes führt nicht die Codon Square Messenger-RNA auf, sondern die aus dem Sinnstrang der DNA. (Wenn Sie nicht genau wissen, was der Sinnstrang ist, lesen Sie "Welcher Strang trägt den Sinn?")
|
|
